量子計算不再是背景噪音：2025 年科技趨勢與比特幣的影響

來源：CryptoNewsNet 原文標題：Emerge 2025年度科技趨勢：量子計算不再是背景噪音 原文連結： 當加州理工學院的科學家在九月啟動他們的新中性原子量子陣列時，這台量子機器突破了許多科學家認為還需數年才能達成的門檻。研究人員首次成功在單一系統中捕捉到6,100個原子量子比特，並維持相干性，將量子硬體推進到超越「玩具演示」階段。

這個實驗室的突破意味著大規模、錯誤更正的量子硬體不再是遙不可及的夢想，而是一個可信的可能性。對於像比特幣這樣的數字貨幣，其安全性依賴於數十年來被認為安全的密碼學，這也傳達出量子電腦所帶來的潛在威脅正逐漸逼近。

這個威脅並非迫在眉睫——但適應的窗口是有限的。這就是為什麼在Emerge，我們將量子計算的進展——以及加密貨幣的準備不足——列為我們的年度科技趨勢。

「我們現在可以看到通往大型錯誤更正量子電腦的路徑。構建模塊已經就緒，」主要研究員Manuel Endres在一份聲明中表示。

多年來，密碼學家一直認為量子電腦過於噪聲大、過於脆弱、過於不成熟，尚不足以影響密碼學。到2025年，這一立場開始動搖。路線圖變得更為緊湊。錯誤更正技術得到改善。多個實驗室產生的結果讓人相信容錯機器的問世已是時間問題，而非「是否」問題。

實驗室的變化

所謂的「中性原子系統」使用電中性原子作為量子比特，利用激光將單個原子固定在特定位置，以存儲和操控量子信息。「相干性」衡量這些量子比特在噪聲破壞之前能保持在可用量子狀態的時間。2025年，這兩個指標都成為焦點，因為該領域從實驗室演示轉向設計可擴展的架構。

理解2025年的進展，必須了解阻礙量子系統的因素。量子比特(qubits)很容易失去其量子狀態，擴展它們常常會放大這種不穩定性。今年，幾個系統展現出不同的行為。

谷歌、IBM和加州理工學院都在2025年取得了進展，縮短了容錯量子機器的時間表。谷歌的105量子比特Willow處理器在擴展過程中顯示出顯著的錯誤率降低，十月時，該公司表示其Quantum Echoes基準測試的運行速度約比領先的超級電腦快13,000倍。這些結果表明，穩定的邏輯量子比特可能比長期假設的千比特比率所需的物理量子比特數少得多。

IBM則從另一角度推進了這個畫面。其「貓」系列處理器展示了120量子比特的糾纏和延長的相干時間，6月發布的Starling路線圖則預計到2029年實現200個錯誤更正的量子比特，並支持1億個量子閘。與AMD合作的另一項努力顯示，標準FPGA硬體能以十倍於所需速度運行錯誤更正邏輯，讓實時修正更接近實用。

加州理工在九月進一步擴大規模，研究人員描述其為全球最大的中性原子系統，捕捉了6,100個銫原子作為量子比特，並展示了13秒的相干時間，操作準確率達99.98%。這些結果共同指向一個更廣泛的轉變：量子比特的質量、控制和擴展效率同步提升，縮短了可用邏輯量子比特——以及對比特幣簽名方案構成可信威脅的時間預期。

Classiq的量子企業發展主管Erik Garcell表示，更具影響力的轉變是物理與邏輯量子比特之間的比例變化。「這個比例正朝著幾百比一的方向趨近，」他說，這是較早估計需要數千個的顯著改善。「2025年，業界的注意力大多轉向錯誤更正。」

量子比特在環境干擾下會崩潰，限制其相干時間。這就是錯誤更正的作用。錯誤更正通過將一個量子比特的狀態複製到多個物理量子比特上，提供足夠的冗餘來識別噪聲偏離並自動修正。沒有它，量子比特很快就會崩潰，無法進行有意義的計算。

整個領域的研究人員都表示：機器不僅在成長，它們的行為也在變化。

比特幣的觀察

雖然比特幣目前不受現有量子機器的威脅，但2025年改變的是對未來的談話語調。

共同創立Casa的Jameson Lopp在2018年推出該公司，旨在提供工具讓人們自行存儲和保護比特幣，他表示風險仍然遙遠。

「能否在時間內準備好網路，最終取決於量子計算的進展速度，」Lopp說。「我們距離擁有一台具有密碼學相關性的量子電腦還有數個數量級的差距。需要多個重大突破，才真正成為比特幣的威脅。」

儘管如此，比特幣必須應對其他區塊鏈如以太坊或Zcash所沒有的限制：協調。轉向量子安全簽名方案需要礦工、錢包開發者、交易所和數百萬用戶的同步行動。

「我真的不認為這個過程能在五年內完成，」Lopp說。「一旦有數百萬個個體行動者，要求他們協調做出改變幾乎是不可能的事。」

專家預期的下一步

量子風險常被想像成一個突如其來的瞬間，機器變得危險。研究人員表示，現實會更為漸進。

MIT數字貨幣倡議的研究員Ethan Heilman，也是比特幣BIP-360後量子提案的共同作者，說進步是逐步累積的。「我們會看到漸變，隨著它變得越來越強大，」他說。

他從長遠角度看待這個問題。許多比特幣用戶已將比特幣視為多世代資產。「如果人們將比特幣視為一個儲蓄帳戶——可以鎖存一個世紀，並期待子孫後代能取回——那麼協議應該設計成能承受這個時間範圍，」他說。

Heilman預計比特幣會做出調整，但他指出市場對停滯的反應早於對風險的反應。「比特幣未能應對這個威脅的程度，可能會對價格產生下行壓力，」他說。

他表示，這個領域更關心進展的方向，而非具體日期。

「我認為從煤炭動力火車到協和式客機的轉變，一年內實現的可能性很低，」他說。「我相信這會發生，但我認為我們會看到階段性進展。」

量子電腦的速度有多快

Q-CTRL的產品主管Alex Shih表示，只有當機器能運行大型錯誤更正算法時，量子風險才具有實質意義。

「如果有足夠大的量子資源，理論上，它可以破解今天的RSA加密，」他說。「但達到那個點仍需數年。樂觀估計，大約在2030年代中期。」

早期的容錯機器不會立即危及現有的密碼學。隨著可靠性提升，它們將擴展量子電腦能實際嘗試的算法種類。

Shih指出，碎片化是阻礙該領域的挑戰之一。「互操作性仍然是主要的摩擦點，」他說。「每個供應商都推出不同的規格和框架，最終由用戶來協調一切。」

即使面臨這些障礙，2025年的進展已經明確了動能。IBM達成了路線圖的里程碑。谷歌的擴展行為符合預期。加州理工提供了前所未有的穩定性。

這些結果共同讓研究人員對未來十年的發展有了更清晰的認識。

2025年的啟示與展望

量子計算今年並未威脅比特幣，但它消除了模糊性。

研究人員對時間表的信心更強了。其他行業的開發者開始調整長期計劃。比特幣的生態系統——很少在沒有外部壓力的情況下重新檢視其密碼學基礎——在2025年以更認真的態度來面對這個議題。

到年底，討論已不再是「量子是否會產生影響」，而是「何時其影響將不可避免」。